变频器课程设计

河南机电高等专科学校课程设计报告书

课程名称：《交流调速系统与变频器应用》

课题名称：起重机大、小车行走驱动系统设计系部名称：自动控制系

专业班级：自控104班

姓名：高建鹏

学号：101415439

2012年6月22日

1、设计思路和方案选择

1.1设计思路

起重机的电机驱动主要有起升机构，大车，小车行走机构电机主要采用绕线式异步电动机及鼠笼式异步电机。尤其是行走机构一般采用鼠笼式异步电机，起动时冲击电流大，设备冲击严重，影响设备使用寿命及定位精度。

近年来随着变频器技术的发展，其可靠性大大提高，生产成本降低，以及优越的启动制动控制特性，在各种行业得到了广泛的应用。在起重机的升起机构中采用变频器驱动后，就可以用鼠笼式异步电动机取代绕线式异步电动机。鼠笼式异步电动机结构简单，防护等级高，维护动作量小，可控性高适合在较恶劣环境下工作。

由于变频器在驱动时，频率和电压都是按一定比例一定频率逐步上升或下降，因此使电机起动冲击电流小，速度变化非常平稳，操作人员操作非常舒适。起升，行走定位也较准确，提高了生产效率。

1.2方案选择

根据起重机驱动的特性和技术要求，采用带测速反馈接口的MM440系列变频器作为起升机构的电机驱动，MM440系列变频器作为大，小车行走机构的电机驱动，MM440系列是一种通用性矢量控制变频器，功能强，价格低，完全满足行走机构的要求，因此强烈推荐用户选用该系列变频器。

起重机大车运行方向有前后，小车方向有左右要求，根据运行速度要求又分为1—3挡，加减速时间为3—6秒，通常小车采用一台电机，而大车行走机构采用2台电机，大小车本身惯性也比较大，为防止电机被倒拖处于发电状态产生过电压，因此大小车变频器都配备了制动单元和制动电阻来释放能量。起重机整个电气系统由S7—200系列PLC进行控制，变频器通过开关量端子接受PLC控制信号。

2、硬件电路设计

2.1系统原理图

详细图件见附录

3、参数设置及I/O地址分配

3.1变频器主要参数及设置

首先将所有电机铭牌数据输入P0304—P0311，大车变频器应输入几个电机的总电流及总功率，并且大车变频器带有几个电机时应运行于线性频率/电压特性，1—3档速度变化采用固定频率设定，1挡==30Hz,2档==30Hz，3档==50Hz,根据档位的不同输出频率是各个固定频率的迭加，同时利用变频器的制动器接通，断开功能由RL2输出继电器触点控制机械制动器，使行走机构在停止时不会由于外力而随意移动。主要参数机器设置如下：

3.2 PLC I/O地址分配

4、软件设计

4.1上电处理

每次上电后，对系统进行复位处理，大小车的速度频率分别通过不同按键输入不同的值，通过一固定端子对系统实行断电保护，防止误操作。

4.2大车部分

大车的运行控制开关I0.0动作，大车可以向前运行；当大车反向控制开关I0.2动作，大车改变运行方向向后运行。开关端子I0.5、I0.6、I0.7分别是1档、2档、3档的控制开关，不同档位运行时是各个固定频率的输入。

4.3小车部分

小车的运行控制开关I1.0动作，小车可以向左运行；当小车方向控制开关I1.2动作，小车开始反后运行。开关端子I1.5是1档、2档、3档的控制开关，不同档位运行时是通过计数器计数比较然后将各个固定频率的输入。

5、力控组态

本方案通过力控6.0组态软件，通过S7-200PLC对变频器进行远控制大小车的运行。

数据表：

6、心得体会

起重机采用变频器驱动后使整机性能呢个有较大的提高，如起升

及行走平滑，稳定，被吊物件定位准确，根据需要上下，左右，前后操作都可以无级调速，适应各种使用场合，加上变频器自身保护性能齐全，如过流，过压，过载等都能及时报警及停止，减少起重机故障。提高了安全性能。同时，变频器具有限流作用，可以减少起动时对电网的冲击，有利于车间其他设备正常运行。

附录：1、参考文献

[1]《现代电气控制及PLC应用技术》.王永华. 北京航空航天大学出版社

[2]《交流调速系统与变频器应用》.田效伍.机械工业出版社

[3]西门子MM440变频器参数表

2、程序清单

3、电气原理图